Beschleunigte Entwicklungszeiten für Hersteller von Windenergieanlagen durch Labor- statt Feldtest

Gondelprüfstand als Impulsgeber für Technologiesprünge

Pressemitteilung /

Eine weltweit einmalige Prüfeinrichtung für komplette 400 Tonnen Gondeln von Windenergieanlagen baut das Fraunhofer IWES in Bremerhaven auf: Eine An-triebsleistung von 10 MW, die dynamische Aufprägung der fünffachen Schubkraft eines Hafenschleppers zur Nachbildung der Rotor-Windlast und ein künstliches Mittelspannungsnetz zur vollwertigen elektrischen Anlagenzertifizierung zeichnen das „Dynamic Nacelle Testing Laboratory“, kurz DyNaLab, aus. Die Tests in dieser Einrichtung eröffnen Herstellern neue Möglich-keiten bei der Entwicklung leistungsfähiger, preiswer-ter und zuverlässiger Windenergieanlagen.

Ein neues Design für eine Windenergieanlage muss heute auf Anhieb überzeugen – „Kinderkrankheiten“ werden an-gesichts des Professionalisierungsgrades der Windenergie-branche von Betreibern nicht toleriert. In zunehmend kürze-ren Entwicklungszeiten müssen leistungsstarke zuverlässige Anlagen aus immer größeren Bauteilen entstehen: Wirklich neue Konzepte bergen prinzipiell ein hohes Entwicklungsrisi-ko – es sei denn, sie werden bereits vorab auf Herz und Nie-ren geprüft. Im DyNaLab wird dies nach einer einjährigen Bauzeit für Gondeln von Offshore- und Onshore-Anlagen aller gängigen Typen möglich werden.

Investition in Innovationskraft

Die technische Zuverlässigkeit der Gondel mit einer Vielzahl von Leistungselektronik-Komponenten bestimmt in hohem Maße die Gesamtverfügbarkeit der Windenergieanlage am Netz. Beschleunigte Prüfverfahren im DyNaLab können sicherstellen, dass die Betriebsfähigkeit der Anlage nicht durch unerkannte Schwachstellen gefährdet wird. Mit einer Investi-tion von insgesamt 30 Mio. Euro in diese Einrichtung fördern das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU), das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), die EU durch Förderung im Rahmen des EFRE-Programms sowie das Land Bremen und die Fraunhofer-Gesellschaft die Innovationskraft qualitätsbewusster Hersteller, die Einfluss auf die Definition von Prüfstandards für die gesamte Industrie nehmen wollen. Bereits in der Konzep-tionsphase hat das Fraunhofer IWES den Schulterschluss mit der Industrie hergestellt, um einen bedarfsgerechten Prüfstand zu entwickeln.

Positionierung in internationaler Forschungslandschaft

Mit der Möglichkeit, umfangreiche Systemtests im Labor durchführen zu können – zwei Prüfstände für Rotorblätter werden seit mehreren Jahren erfolgreich betrieben, ein wei-terer für Tragstrukturen eröffnet 2014 - steht das Fraunhofer IWES als zentrale Größe der deutschen Windenergiefor-schung auf einer Stufe mit Einrichtungen in Europa und den USA. „Auf der Basis einer Testinfrastruktur, die die Komplexität des Systems Windenergieanlage fast vollständig und realitätsnah abbilden kann, entstehen auch neue Ansätze für zukunftsweisende Forschungsprojekte, die der gesamten Windindustrie zu Gute kommen“, hebt Institutsleiter Prof. Andreas Reuter hervor.

Gute Anbindung und einzigartiges Leistungsspektrum

Der Windport Bremerhaven bietet optimale Bedingungen für die Anlieferung der schwergewichtigen Prüflinge, die max. 400 Tonnen und einen Durchmesser bis zu 13 Meter errei-chen können: Kurze Transportwege von der schwerlastfähi-gen Kaje im Labradorhafen bis zum Prüfstand machen Logis-tikkosten wettbewerbsfähig. Die dynamische Kraftaufprä-gung mit 20 MNm Biegemomenten und einem nominellen Drehmoment von 8,6 MNm sowie ein virtuelles, von der öf-fentlichen Stromversorgung unabhängiges Netz mit 40 MVA installierter Umrichterleistung zur Nachbildung elektrischer Spannungseinbrüche mit hoher Wiederholfrequenz machen das Leistungsspektrum einzigartig. Kleinere Komponenten wie Umrichter, Generatoren, Pitchantriebe, Lager und Hauptwellen sollen in dem Neubau, der Platz für 30 Mitar-beiterInnen bietet, ebenfalls getestet werden.